[实用新型]藻类培养装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种藻类培养装置，关于一种借由组织培养技术的植物再生的装置，尤指一种培养藻类的装置。

背景技术

工业革命带给人类快速的科技发展和经济成长，促使人类的生活水平大幅提升，但也随即带给自然界重大的冲击和破坏。地球表面温度正逐渐上升，而造成地球表面温暖化的现象，即所谓的温室效应(Greenhouse Effect)，主要是由大气层中所存在的温室气体，其中，由于相当大量二氧化碳的排放，在过去的150年间，大气层中二氧化碳的浓度大约增加了25％的程度，促使全球的年均温升高0.5℃。至于造成大气层中二氧化碳浓度大幅增加的原因，除了森林的持续砍伐(Deforestation)之外，另一个主要因素就是人类大量的使用石化燃料所导致。也由于地球人口的快速增加以及工商业的高度发展，人类将面临诸如粮食、能源、矿产、建材等自然资源缺乏以及生态环境恶化的极大压力。目前世界各国都积极寻找替代资源，以减缓自然资源的消耗速度，并为将来的资源耗尽时期预作准备。举例而言，水力、潮汐、风力、太阳能以及生质能等替代能源，以及菌类、藻类、昆虫等替代粮食的开发皆已如火如荼的展开。

以藻类为例，各种行光合作用的藻类可吸收二氧化碳，并生成维生素、胺基酸、色素、蛋白质、多醣、纤维素、脂肪酸等各种有用的成分。此外，由于藻类具有生长快速、太阳能利用效率高、营养丰富等优点，因此已成为替代资源研究的关键对象。例如，利用藻类作为饲料、替代粮食或者利用藻类处理过剩的二氧化碳、甚至是由绿藻萃取油脂转化成生质柴油。

因此，如何快速且大量的培养藻类已成为相关领域的研究者所致力解决的问题。藻类的培养主要需提供足够的光线、二氧化碳以及养分。并且，在培养过程中，为了有效利用光能，培养装置或系统必须达到受光面积大以及充分搅拌培养液让藻类能有效率地接触光线，并且使藻类均匀地接触二氧化碳及养分。此外，充分搅拌也可有效率地排出藻类所产生的氧气，并且避免藻类附着于培养装置表面造成培养装置的透光率下降。

数十年来，许多藻类培养装置及方法陆续被提出。举例而言，早期是以池状光合反应器进行藻类培养，其结构仅为水深大约十五至二十公分的水池，并且底部通气以促进循环及混合。此种反应器构造简单，容易制造，且成本低廉，但是由于养分混合不均，加上藻类沉降现象明显，因此逐渐被构造相似的渠道式反应器取代。在渠道式光合反应器中，培养液是流动的，而流体与渠道壁间所产生的乱流可以提供培养液本身的混合及细胞悬浮的能力。故一般渠道光合反应器的细胞成长曲线会较池状光合反应器来得好。

然而，前述的光合反应器属于户外开放式系统，虽然其具有成本低、可大规模培养等优点，但也有面积过大、易受他种生物或粉尘污染、易受天候影响、二氧化碳容易逸散等缺点，因此，密闭式培养系统被提出。目前的密闭式培养系统包括发酵槽、管状光合反应器、板状光合反应器、螺旋管状光合反应器等。其中，螺旋管状光合反应器是将管状光合反应器弯曲连结成螺旋状，其具有较长的反应路径，因此能供较多气液的交换距离，有助于藻类充分利用进入光合反应器中的二氧化碳，此外，管状光合反应器同时也具有较大的背光面积，可以更充分地利用光线。密闭式培养系统具有环境因子易控制、不易受到污染、培养密度高等优点，而其缺点为成本较高、管径易遭地震破坏。

因此，如何创作出一种藻类培养装置，具有容易制造、成本低廉、操作弹性、高生产效率及二十四小时光源导入等优点，以可快速且大量地培养所需的藻类，将是本实用新型所欲积极提供之处。

实用新型内容

有鉴于上述藻类培养装置的缺憾，本实用新型发明人有感其未臻于完善，遂竭其心智悉心研究克服，凭其从事该项产业多年的累积经验，进而研发出一种藻类培养装置，以期达到容易制造、成本低廉、操作弹性、高生产效率及二十四小时光源导入等优点，以可快速且大量地培养所需的藻类的目的。